申請(qǐng)日2021.08.27
公開日期2021.12.21
IPC分類C02F103/06;C02F101/16;C02F9/10;B01D53/18;C01C1/26
摘要
本發(fā)明公開了一種餐廚垃圾處理過程中的氨氮回收方法，包括預(yù)熱、解析提氨、反應(yīng)、結(jié)晶脫水、尾氣處理幾個(gè)步驟，本發(fā)明在氨氮回收過程中使用了汽提法，汽提法充分利用飽和蒸汽熱量，推動(dòng)氣液平衡往氣相傾斜，游離氨得以大量進(jìn)入到氣相，脫氨效率高，運(yùn)行效果穩(wěn)定。無需外加藥劑輔助提高脫氨效率。雖然餐廚垃圾厭氧沼液的汽提脫氨系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用相對(duì)更高，但綜合運(yùn)行成本、氨氮回收利用、運(yùn)行效果穩(wěn)定等多方面優(yōu)點(diǎn)，本方法明顯比吹脫法更適合的作為生化處理的前段工藝。
權(quán)利要求
1.一種餐廚垃圾處理過程中的氨氮回收方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、預(yù)熱：將餐廚垃圾處理過程中產(chǎn)生的滲濾液廢水升溫到60℃；
S2、解析提氨：將升溫后的廢水送至解析提氨塔塔頂，與塔下部進(jìn)入的上升飽和蒸汽進(jìn)行逆流的傳熱傳質(zhì)；在這一過程中廢水被加熱到80~90℃，廢水中的游離氨在升溫后進(jìn)入氣相，隨水蒸氣及其他不凝汽從塔頂進(jìn)入到塔頂冷凝器；塔頂冷凝器將氨蒸汽中的水蒸汽冷凝下來，提高氨蒸汽中氨氣濃度；
S3、反應(yīng)：反應(yīng)塔高處入口配置射流裝置，循環(huán)泵將反應(yīng)塔內(nèi)溶液打至塔高處通過冷卻器和射流裝置回反應(yīng)塔；射流裝置造成的負(fù)壓將解析提氨塔塔頂冷凝器中的氨蒸汽抽往反應(yīng)塔；反應(yīng)塔頂通入軟水，下落到填料區(qū)，與向上的氨蒸汽結(jié)合形成飽和氨水，再落至塔底；塔底通入CO2與氨水反應(yīng)生成碳酸氫銨并放熱；
S4、結(jié)晶脫水：反應(yīng)塔內(nèi)碳酸氫銨溶液達(dá)到飽和后開始析出結(jié)晶；
S5、尾氣處理元 ：將反應(yīng)塔塔頂逸出的氨氣及其他不凝氣體進(jìn)行尾氣處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐廚垃圾處理過程中的氨氮回收方法，其特征在于：所述步驟S2中，解析提氨塔塔頂冷凝器中形成的冷凝液進(jìn)入到氣液分離罐，被回流泵打回解析提氨塔；提氨后的廢水流至塔底，被排出泵打至預(yù)熱單元與滲濾液來水換熱降溫；廢水加熱產(chǎn)生的鈣、鎂污泥以及廢水自帶的懸浮物順?biāo)鳑_到塔底，沉降至塔底錐斗，定期排至污泥罐中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐廚垃圾處理過程中的氨氮回收方法，其特征在于：解析提氨塔可設(shè)置兩座，通過塔的廢水進(jìn)口和氨蒸汽出口管路閥門開關(guān)控制，將兩塔設(shè)計(jì)為既可串聯(lián)又可并聯(lián)的形式，能滿足不同工況要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐廚垃圾處理過程中的氨氮回收方法，其特征在于：所述步驟S4中，反應(yīng)塔內(nèi)碳酸氫銨溶液達(dá)到飽和后開始析出結(jié)晶，定期將反應(yīng)塔底部混合液泵入晶漿罐；在晶漿罐內(nèi)進(jìn)一步間接冷卻降溫，增大碳酸氫銨晶體析出量；晶漿罐底部混合液自流至離心機(jī)進(jìn)行固液分離，晶體顆粒送至打包機(jī)裝袋可作為商品農(nóng)用肥，飽和濾液去向母液罐，再泵回反應(yīng)塔利用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐廚垃圾處理過程中的氨氮回收方法，其特征在于：所述步驟S1中，污水泵將餐廚垃圾處理過程中產(chǎn)生的滲濾液廢水送到預(yù)熱單元，與脫氨塔出水在預(yù)熱單元進(jìn)行間接換熱，廢水溫度由常溫提升到60℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐廚垃圾處理過程中的氨氮回收方法，其特征在于：所述步驟S5中，反應(yīng)塔塔頂逸出的氨氣及其他不凝氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)抽吸去往氨回收塔下部，上升至填料段與塔上部噴淋下來的水結(jié)合為氨水，氨水落到塔底，泵回氣液分離罐，氨回收塔頂部的殘余尾氣去往尾氣吸收塔。
說明書
一種餐廚垃圾處理過程中的氨氮回收方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及氨氮回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種餐廚垃圾處理過程中的氨氮回收方法。
背景技術(shù)
餐廚垃圾厭氧沼液中含高濃度氨氮，主要為餐廚垃圾中蛋白質(zhì)分解生成,其氨氮濃度可高達(dá)4000mg/L。同時(shí)沼液還有碳氮比低的特點(diǎn)，C/N比值≤3。
一般認(rèn)為廢水中H3-N濃度超過1600mg/L時(shí)就會(huì)對(duì)微生物起到顯著抑制作用。同 時(shí)C/N比值過低，不滿足生化工藝中微生物的合理營養(yǎng)比，通常情況需要外投大量碳源進(jìn)行 補(bǔ)充；外投碳源成本可能占到系統(tǒng)運(yùn)行成本的40%甚至更高。為降低沼液中氨氮含量，常規(guī) 工藝常采用吹脫方法，通過調(diào)節(jié)沼液pH值改變電離平衡，從而提高沼液中分子氨與氨離子 比值，再鼓風(fēng)曝氣將分子氨帶離沼液送入空氣。該方法存在幾個(gè)弊端：1、吹脫出的氨氣混在 大量空氣中難以回收，為避免空氣污染還須上尾氣凈化裝置；2、藥劑用量大、成本高（調(diào)節(jié) pH）；3、吹脫法出水還需要另加藥回調(diào)pH至中性；4、吹脫效果受溫度影響明顯，出水指標(biāo)不 穩(wěn)定。
為改善餐廚垃圾沼液生化法預(yù)處理效果，經(jīng)濟(jì)有效地降低進(jìn)水氨氮濃度，科學(xué)合理地利用起氨氮資源，需要一種新型工藝解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的技術(shù)方案解決了餐廚沼液吹脫法去氨出水水質(zhì)不穩(wěn)定的問題。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
提供一種餐廚垃圾處理過程中的氨氮回收方法，包括以下步驟：
S1、預(yù)熱：污水泵將餐廚垃圾處理過程中產(chǎn)生的滲濾液廢水送到預(yù)熱單元，與脫氨塔出水在預(yù)熱單元進(jìn)行間接換熱，廢水溫度由常溫提升到60℃。
S2、解析提氨：將升溫后的廢水送至解析提氨塔塔頂，與塔下部進(jìn)入的上升飽和蒸汽進(jìn)行逆流的傳熱傳質(zhì)；在這一過程中廢水被加熱到80~90℃，廢水中的游離氨在升溫后進(jìn)入氣相，隨水蒸氣及其他不凝汽從塔頂進(jìn)入到塔頂冷凝器；塔頂冷凝器將氨蒸汽中的水蒸汽冷凝下來，提高氨蒸汽中氨氣濃度。
S3、反應(yīng)：反應(yīng)塔高處入口配置射流裝置，循環(huán)泵將反應(yīng)塔內(nèi)溶液打至塔高處通過冷卻器和射流裝置回反應(yīng)塔；射流裝置造成的負(fù)壓將解析提氨塔塔頂冷凝器中的氨蒸汽抽往反應(yīng)塔；反應(yīng)塔頂通入軟水，下落到填料區(qū)，與向上的氨蒸汽結(jié)合形成飽和氨水，再落至塔底；塔底通入CO2與氨水反應(yīng)生成碳酸氫銨并放熱。
S4、結(jié)晶脫水：反應(yīng)塔內(nèi)碳酸氫銨溶液達(dá)到飽和后開始析出結(jié)晶，定期將反應(yīng)塔底部混合液泵入晶漿罐；在晶漿罐內(nèi)進(jìn)一步間接冷卻降溫，增大碳酸氫銨晶體析出量；晶漿罐底部混合液自流至離心機(jī)進(jìn)行固液分離，晶體顆粒送至打包機(jī)裝袋可作為商品農(nóng)用肥，飽和濾液去向母液罐，再泵回反應(yīng)塔利用。
S5、尾氣處理：反應(yīng)塔塔頂逸出的氨氣及其他不凝氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)抽吸去往氨回收塔下部，上升至填料段與塔上部噴淋下來的水結(jié)合為氨水，氨水落到塔底，泵回氣液分離罐，氨回收塔頂部的殘余尾氣去往尾氣吸收塔。
進(jìn)一步地：步驟S2中，解析提氨塔塔頂冷凝器中形成的冷凝液進(jìn)入到氣液分離罐，被回流泵打回解析提氨塔；提氨后的廢水流至塔底，被排出泵打至預(yù)熱單元與滲濾液來水換熱降溫；廢水加熱產(chǎn)生的鈣、鎂污泥以及廢水自帶的懸浮物順?biāo)鳑_到塔底，沉降至塔底錐斗，定期排至污泥罐中。
進(jìn)一步地：解析提氨塔設(shè)置兩座，通過塔的廢水進(jìn)口和氨蒸汽出口管路閥門開關(guān)控制，將兩塔設(shè)計(jì)為既可串聯(lián)又可并聯(lián)的形式，能滿足不同工況要求。
本發(fā)明的有益效果為：
1、本方法可顯著降低餐廚污泥厭氧發(fā)酵沼液中氨氮濃度，降低后續(xù)生化處理系統(tǒng)處理難度，大幅減少外加碳源和藥劑的運(yùn)行成本。降低了后續(xù)生化處理負(fù)荷，處理設(shè)施尺寸或規(guī)模變小，間接也降低了生化處理系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用。
2、本方法使氨氮轉(zhuǎn)化為碳酸氫銨產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了氨氮回收利用，減少了二次排放和環(huán)境污染。
3、本方法解析提氨塔設(shè)計(jì)為既可串聯(lián)又可并聯(lián)的形式，能適應(yīng)不同工況要求，增加運(yùn)行操作彈性。在水量正常、來水水質(zhì)差時(shí)可串聯(lián)運(yùn)行；在水量大、水質(zhì)正常時(shí)可并聯(lián)運(yùn)行；在水量小時(shí)可單塔運(yùn)行。
4、解析過程中去除了部分水中硬度（Ca2+、Mg2+），有利于緩解后續(xù)膜處理工藝膜結(jié)垢的問題。
（發(fā)明人：尹名揚(yáng); 吳小成; 羅然; 唐泊; 劉文濤; 文永靜; 張慶; 譙明勇; 尹娟; 鄧世杰; 黃攀; 陳寧; 趙攀; 李自國）
